ВПЛИВ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ТА ВМІСТУ БІОКОМПОНЕНТІВ НА ЗМІНУ ВЛАСТИВОСТЕЙ ДИЗЕЛЬНИХ ПАЛИВ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.65.19936Ключові слова:
біодизель, магнітне поле, протизносні властивості, дизельне паливо, синергетичний ефектАнотація
Сучасна паливна промисловість стикається з низкою викликів, зокрема необхідністю зменшення негативного впливу на довкілля, підвищення ефективності використання палив та забезпечення довговічності роботи двигунів внутрішнього згоряння. Біодизельні палива, отримані з поновлюваних ресурсів, демонструють значний потенціал у підвищенні змащувальних властивостей дизельних палив, зниженні зношування паливної апаратури та скороченні шкідливих викидів. Разом з тим, ці палива мають певні обмеження, такі як низька стійкість до окислення і недостатні низькотемпературні властивості, що потребує додаткового вдосконалення. Постановка проблеми включає вивчення впливу біодизельних палив та обробки магнітним полем на протизносні властивості та інші характеристики дизельних палив. Обробка магнітним полем є перспективним підходом, який дозволяє покращити молекулярну структуру палива, підвищити його змащувальні властивості, зменшити тертя і зношування деталей двигуна. Поєднання цих технологій може сприяти створенню нових паливних систем із підвищеними техніко-економічними та екологічними показниками. Результати дослідження демонструють, що використання біодизеля дозволяє знизити зношування деталей паливної системи на 10–15% і зменшити викиди CO на 12%, а обробка магнітним полем палива сприяє зниженню коефіцієнта тертя на 15–18% та зношування компонентів двигуна на 20–25%. Комбінація біодизельних палив і обробки магнітним полем забезпечує синергетичний ефект, зокрема зниження зношування деталей на 30%, скорочення викидів NOₓ на 18% та зменшення витрат палива на 10%. Дослідження також підтвердили покращення стабільності роботи двигуна завдяки створенню захисної змащувальної плівки. У висновках акцентовано, що комбіноване застосування біопалива та обробки магнітним полем є перспективним рішенням для підвищення довговічності паливних систем і покращення екологічності транспортного сектору. Подальші дослідження повинні бути спрямовані на оптимізацію складу біодизеля, удосконалення технологій обробки магнітним полем та оцінку їх впливу на різних типах двигунів у реальних умовах експлуатації.
Посилання
. Eltinge L., Gray D., Taliaferro H. How fuel composition affects diesel deposits and wear. SAE Technical Paper 540187, 1954. DOI: https://doi.org/10.4271/540187
Hou X., Ma Y., Bhandari G., Yin Z., Dai L., Liao H., Wei Y. Preparation and Tribological Properties of Graphene Lubricant Additives for Low-Sulfur Fuel by Dielectric Barrier Discharge Plasma-Assisted Ball Milling. Processes. 2021. №9. Р.272. https://doi.org/10.3390/pr9020272
Sruthi H., Dalimba U.K., Hegde P. Efficient Lubricity Improvers Derived from Methyl Oleate for Ultra Low Sulphur Diesel (ULSD). Pet. Chem. 2022. №62. РР.1126–1136. DOI: https://doi.org/10.1134/S0965544122090146
Goodrum J.W., Geller D.P. Influence of fatty acid methyl esters from hydroxylated vegetable oils on diesel fuel lubricity. Bioresource Technology. 2005. Vol. 96. Issue 7. P. 851-855. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2004.07.006
Mei D., Luo Y., Shen X., Lu D., Yuan Y. Lubrication properties of fatty acid methyl esters as low-sulfur diesel enhancers. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. 2016. Vol. 32, Issue 9. P. 193-197. DOI: https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2016.09.027
Geller D. A., Goodrum J. W. Effects of specific fatty acid methyl esters on diesel fuel lubricity. Fuel. 2004. Vol. 83. Issue 17-18. P. 2351-2356. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.06.004
Mujtaba M. A., Liaquat A. M., Kalam M. A., Masjuki H. H., Varman M., Gulzar M., Shahir S. A. Effect of Additivized Biodiesel Blends on Diesel Engine Performance, Emission, Tribological Characteristics, and Lubricant Tribology. Energies. 2020. Vol. 13. Issue 13. DOI: https://doi.org/10.3390/en13133375
Dr. Venkata Sundar Rao K., Dr. Shreeprakash B., "Effect of Different Biodiesel blends (80% Diesel + 20% Biodiesel) on Tribological Property of I.C. Engine Components", SSRG International Journal of Mechanical Engineering, vol. 7, no. 10, pp. 7-10, 2020. Crossref, https://doi.org/10.14445/23488360/IJME-V7I10P102
Kinoshita E., Ito T., Nakatani N., Uchino M., Yamashita K. The Effect on Diesel Injector Wear, and Exhaust Emissions by Using Biodiesel Fuel. Materials Transactions. 2015. Vol. 56. Issue 5. P. 642–647. DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.M2014410
Makareviciene V., Janulis P. Environmental effect of rapeseed oil ethyl ester. Renewable Energy, 2003. Vol. 28, Issue 15. P. 2395–2403. DOI: https://doi.org/10.1016/S0960-1481(03)00142-3
Журавель Д. П., Юдовінський В. Б. Знос матеріалів в середовищі біопалива. Таврійський державний агротехнологічний університет. 2017. С. 45–50.
Singh, P., Sharma, S., Kumar, S. (2022). Impact of Biodiesel Blended Fuels on Combustion Engines in Long Term. In: Kumar, V., Agarwal, A.K., Jena, A., Upadhyay, R.K. (eds) Advances in Engine Tribology. Energy, Environment, and Sustainability. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-16-8337-4_3
Трофімов І. Л., Свирид М. М., Циганенко В. П., Макаров А. С. Вплив електромагнітного поля на протизносні властивості альтернативних дизельних палив. Проблеми тертя та зношування. 2023. №4 (101). С. 42–51. DOI: https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(101).18078
Зінченко Р. О., Матвєєва О. Л. Зміна екологічних та фізико-хімічних властивостей вуглеводневих палив під дією магнітного поля. Тези доповідей конференції «Екологічна безпека та хіммотологія». 2018. С. 17-18.
El-Fakharany M. K., Abdelrazek A. S., Baz F. B., Gad M. S. Impact of Nano-TiO2 Combination with Biodiesel on Diesel Engine Performance and Emissions Under Fuel Magnetism Conditioning. Arab Journal of Science and Engineering, 2024. РР.1-16. DOI: https://doi.org/10.1007/s13369-024-09643-w
Verma ML, Dhanya BS, Wang B, Thakur M, Rani V, Kushwaha R. Bio-Nanoparticles Mediated Transesterification of Algal Biomass for Biodiesel Production. Sustainability, 2024. Vol. 16(1):295. DOI: https://doi.org/10.3390/su16010295
Wenchao W., Fashe L., Ying L. Effect of Biodiesel Ester Structure Optimization on Low Temperature Performance and Oxidation Stability. Journal of Materials Research and Materials. 2020. Vol. 9. Issue 3. P. 2727-2736. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.01.005
Mythili, R., Venkatachalam, P., Subramanian, P., & Uma, D. (2014). Production characterization and efficiency of biodiesel: a review. International Journal of Energy Research, 38, P. 1233 – 1259. DOI: https://doi.org/10.1002/er.3165
Поляков А. П., Нгаяхи Аббе К. В., Галущак О. О., Бишко М. О., Заверуха Ю. В. Дослідження впливу на техніко-економічні та екологічні показники дизеля переведення його на роботу на біодизельне паливо. Вісник Донецької академії автомобільного транспорту. 2012. № 1. С. 61–69.
Мельник В. М., Войцехівська Т. Й., Сумер А. Р. Дослідження основних техніко-експлуатаційних характеристик альтернативних видів палива для дизельних ДВЗ. Вісник Вінницького національного технічного університету. 2018. № 2. С. 62–74. DOI: https://doi.org/10.31649/2307-5376-2018-2-62-74
Якимчук Ю. С., Остафійчук Н. М. Визначення техніко-економічних показників роботи кар’єрного автотранспорту на щебеневих кар’єрах. Державний університет «Житомирська політехніка». 2021. С. 107–110.
Лісовський С. В. Маннапова О. В, Штрибець В. В., Рященко О. І. Дослідження впливу низькосірчистих палив на процес змащування рухомих деталей паливної апаратури. Вчені записки таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. 2024. №3. С.197-201. DOI https://doi.org/10.32782/2663-5941/2024.3.2/30
Ramar K., Subbiah G. A study of magnetic field influence on performance and emission using biodiesel in DI diesel engine. AIP Conference Proceedings, 2024. №3192(1). Р.020082. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0241518
Peng D.X. The Effect on Diesel Injector Wear, and Exhaust Emissions by Using Ultralow Sulphur Diesel Blending with Biofuels. Materials Transactions, 2015. Vol. 56. Issue 5. РР.642-647. DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.M2014410
Hanaki, K., Portugal-Pereira, J. (2018). The Effect of Biofuel Production on Greenhouse Gas Emission Reductions. In: Takeuchi, K., Shiroyama, H., Saito, O., Matsuura, M. (eds) Biofuels and Sustainability. Science for Sustainable Societies. Springer, Tokyo. https://doi.org/10.1007/978-4-431-54895-9_6
Biofuels & Greenhouse Gas Emissions: Myths versus Facts. Department of Energy Resources Studies. 2023. № 3. (date of access: https://www.energy.gov/articles/biofuels-greenhouse-gas-emissions-myths-versus-facts-0)
Singapore’s maritime decarbonisation centre completes its final marine biofuels trial. Reuters Sustainability Reports. 2024. № 7. (date of access: https://www.reuters.com/sustainability/climate-energy/singapores-maritime-decarbonisation-centre-completes-its-final-marine-biofuels-2024-07-19/).
